人工鱼礁工程技术进展研究

人工鱼礁是实现海洋牧场建设、海域生态调控和海洋生境修复的主要手段之一。人工鱼礁的聚鱼效果主要取决于礁体建造材料、结构造型、流体力学特征及礁体布局等因素。总结了国内外人工鱼礁工程技术的发展历程,阐述了我国人工鱼礁发展存在的问题。通过查阅文献资料,总结了礁体造型和设计方面的研究进展,主要包括:现有人工鱼礁礁体材料的优、缺点,新型复合材料应用空间等;主要礁体构型及现有设计方法;采用流体力学模型试验和数值计算,开展礁体水动力学行为研究的进展;人工诱导流场和人工鱼礁布局主要方法。结合我国人工鱼礁现状,提出人工鱼礁设计与应用的发展趋势和重点研究方向,以期为我国人工鱼礁建造和升级提供参考。     

一种浮性人工鱼礁的理论设计

目前我国人工鱼礁场等建设大多是投放底层鱼礁来改变海底地质地貌,并未利用整个水层。从这一角度出发,设计了浮性人工鱼礁,并介绍了浮性人工鱼礁礁体材料选择以及制作过程和制作细节,对浮性人工鱼礁的礁体和锚绳的基本受力情况进行简单分析,并阐述了浮性人工鱼礁的不足以及需要改进或有待研究的地方。     

规模化透水性人工鱼礁阻流效应的数值模拟

为在大尺度海洋模型中合理体现透水性人工鱼礁组合，基于海洋数值模式FVCOM（finite volume community ocean model）模拟了大陈岛拟建人工鱼礁区的水动力情况，比较了阻滞力法、实心礁法和附加底摩擦法在投礁前后的垂向流速、礁顶平面流速、水体向上输运通量和背涡流体积的差异，并根据投礁前后的流速差异，应用经验公式预测了投礁一年后底床泥沙冲淤情况。数值模拟结果表明，礁体组合迎流面产生上升流，礁体背流面流速减小，涨急时刻所形成缓流区长度在礁体组合长度20倍以上，年底床淤积厚度约0.05 m。阻滞力法以减少来流的动态功率密度来模拟礁体对水流的阻滞作用，可有效合理地实现对透水性人工鱼礁流场效应的模拟，避免了实心礁法在透水性鱼礁模拟中过高估计流场效应的问题，也没有附加底摩擦法只适用于低矮礁体的缺陷。阻滞力法可根据透水性礁体的造型、迎流面积、组合个数、布放方式和所处水层而设置各向和各水层的阻流参数，不仅适用于置底型透水性鱼礁，也适用于浮鱼礁。阻滞力法的建立、完善和应用对于今后的人工鱼礁水动力学和生态动力学研究具有重要意义。     

人工鱼礁物理稳定性及其生态效应的研究进展

从物理环境、鱼礁材料和礁体投放冲击力等角度介绍了人工鱼礁物理稳定性研究的进展,探讨了物理环境与人工鱼礁的相互作用,并从物理环境、鱼礁结构和配置方案以及鱼礁材料等方面对人工鱼礁的生态效应研究进行了简要归纳。建议加强鱼礁的监测调查,加强现场调查和实验室研究的结合,加快人工鱼礁建设技术国家标准的制定。     

几种不同类型人工鱼礁的稳定性和集鱼效果比较

根据唐山祥云湾海洋牧场海域具体特点,设计并投放了钢筋混凝土构件礁(A_1、A_2、A_3、A_4)、岩石礁(B_1、B_2)和船礁(C_1)等三种不同性质的鱼礁。通过对鱼礁抗滑移、抗倾覆参数及集鱼效果进行比较,筛选出适宜的人工鱼礁礁型。结果显示:上述几种礁体抗倾覆系数、抗滑移系数均大于1,保证了礁体在海水中的稳定性。几种礁体对渔获量的影响差别较小,从集鱼效果上看,最好的是A_2型的钢筋混凝土构件礁。     

我国人工鱼礁种类的划分方法

人工鱼礁的种类多种多样。如何划分人工鱼礁的种类？到目前为止尚未有标准的划分方法。我国人工鱼礁的种类一般根据投礁水深、建礁目的或鱼礁功能、造礁材料和礁体结构这四个方面来划分叙述。     

南戴河海域人工鱼礁礁体结构选型及布局

人工鱼礁礁体的选型需考虑拟投礁海域生物种类的习性,以适应不同生物的需要。礁体的高度必须考虑投礁区的水深、底质及船舶的航行安全。根据以往建造人工鱼礁的经验,选择普通花岗岩石材和钢筋混凝土结构的礁体比较合适,因为这2种鱼礁建造成本低,     

不同材料类型人工鱼礁建设的经济效益浅析

对不同人工鱼礁造礁材料的成本和投放成本的调查,从经济学成本管理的角度出发,对不同造礁材料的人工鱼礁产生的经济效益进行了初步的测算和分析,进一步阐明不同人工鱼礁造礁材料的优越性,为人工鱼礁建设事业的可持续健康发展提供依据。同时对人工鱼礁建设所面临的问题及解决问题的具体措施也作了简要的阐述。研究结果表明：钢筋混凝土鱼礁、石料鱼礁可以作为较好的增殖型鱼礁、渔获型鱼礁、游钓型鱼礁的建礁材料;工程塑料鱼礁可以作为浮鱼礁的建礁材料;钢制鱼礁可以将其作为石块或混凝土等鱼礁的钢制框架或筋材,做成增殖型鱼礁、渔获型鱼礁以及游钓型鱼礁;旧轮胎鱼礁建议不要作为鱼礁材料使用;木竹制鱼礁不建议大规模选用为建礁材料。     

投礁前后

在人工鱼礁建设的漫长十年间,作为主要技术支持单位,广东省海洋与渔业环境监测中心从人工鱼礁区投礁前的生态资源环境本底调查,到礁体的选型及布局建议、投礁后生态资源环境跟踪调查,始终贯穿着项目的整个过程,为广东人工鱼礁建设穿针引线。     

不同材料类型人工鱼礁建设的经济效益浅析

本文通过对不同人工鱼礁造礁材料的成本和投放成本的调查,从经济学成本管理的角度出发,对不同造礁材料的人工鱼礁产生的经济效益进行了初步的测算和分析,进一步阐明不同人工鱼礁造礁材料的优越性,为人工鱼礁建设事业的健康可持续发展提供依据,同时也对人工鱼礁建设所面临的问题及解决问题的具体措施作了简要的阐述。研究结果表明:钢筋混凝土鱼礁、石料鱼礁可以作为较好的增殖型鱼礁、渔获型鱼礁、游钓型鱼礁的建礁材料:工程塑料鱼礁可以作为浮鱼礁的建礁材料;钢制鱼礁可以作为石块或混凝土等鱼礁的钢制框架或筋材,做成增殖型鱼礁、渔获型鱼礁以及游钓型鱼礁;建议不要将旧轮胎鱼礁作为鱼礁材料使用;不建议木竹制鱼礁大规模选用为建礁材料。